Review on time-resolved two-dimensional gas concentration mapping in turbulent flows using molecule-sensitive light scattering techniques

The applicability of laser-induced molecular fluorescence, Rayleigh and Raman scattering for making quantitative, time-resolved two-dimensional gas concentration measurements in turbulent flows has been reviewed. Preliminary experimental results obtained as well in cold and chemically non-reacting as in hot and reactive gas flows by several working groups indicate, that all the three techniques can be used to monitor the concentration distribution in selected sections of turbulent flows using an optical multichannel analyzer for signal acquisition. The resulting data allow to quantitatively study the turbulent mixing mechanism. Time-resolved information about large-scale structures is obtained.

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Übersicht über die zeitaufgelöste zweidimensionale Erfassung der Konzentrationsfelder in turbulenten Gasströmungen mittels molekül- sensitiver Streulichttechniken

Zusammenfassung In einem Übersichtsbeitrag wird die Anwend-barkeit von laser-induzierter Molekülfluoreszenz, Rayleigh und Raman Streuung zur quantitativen, zeitaufgelösten, zweidimensionalen Aufnahme der Gaskonzentration in turbulenten Strömungen dargestellt. Erste experimentelle Ergebnisse, von mehreren Arbeitsgruppen sowohl in kalten und chemisch nichtreagierenden als auch in heißen und reagierenden Gasströmungen erzielt, zeigen auf, daß alle drei Techniken genutzt werden können, um die Konzentrationsverteilung in ausgewählten Teilen von turbulenten Strömungen mit Hilfe eines zweidimensionalen optischen Vielkanal-Analysators darzustellen. Die gewonnenen Daten ermöglichen so eine quantitative Erforschung der turbulenten Mischungsmechanismen, und eine zeitaufgelöste Information über die sogenannten Large-scale-Strukturen ist erhältlich.

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Dedicated to Professor E. R. G. Eckert on the occasion of his 80th birthday